基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育

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現(xiàn)代科學(xué)教育不同以往將培養(yǎng)科學(xué)精英主義作為科學(xué)教育的主要任務(wù)，而是注重全體公民科學(xué)素養(yǎng)的普遍提高。基礎(chǔ)教育階段作為學(xué)校教育的起源，對(duì)學(xué)生的終生教育有著引領(lǐng)和啟蒙的重要意義。為此，世界各國(guó)紛紛對(duì)基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育加大成本投入、研究力度。本文建立在科學(xué)教育與科學(xué)世界、生活世界、科學(xué)史哲密切聯(lián)系的大背景下，有機(jī)結(jié)合三維目標(biāo)展開論述。

一、創(chuàng)設(shè)真情流淌的生命課堂

學(xué)習(xí)是智力因素和非智力因素相互作用的過程。如今的學(xué)習(xí)從屬于認(rèn)知、理解的智力范疇，已滲透、擴(kuò)展到情意、價(jià)值觀等非智力領(lǐng)域。學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)過程是知識(shí)積累、能力提高的過程，同時(shí)也是情意發(fā)展、人格健全的過程。情感態(tài)度和價(jià)值觀作為聯(lián)系科學(xué)與人文的紐帶，可以深化教育，促進(jìn)科學(xué)與人文的融合。同時(shí)，又能優(yōu)化教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，完善學(xué)生個(gè)性成長(zhǎng)［1］。科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，尤須注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，樹立科學(xué)正確價(jià)值取向，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和使命感。

（一）探討STSE的關(guān)系中的真善美。

當(dāng)今，人們?cè)诔浞窒碛弥萍妓n予的豐碩成果時(shí)，也體驗(yàn)著種種科技異化帶來的惡果。各種生態(tài)失衡、環(huán)境污染、物種滅絕等越來越嚴(yán)重的全球性生態(tài)危機(jī)，嚴(yán)重威脅到人類的生存。通過STSE課程，有助于學(xué)生更客觀、更全面的地認(rèn)識(shí)科學(xué)，啟發(fā)學(xué)生思考技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的價(jià)值判斷力。一方面，通過科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)的雙重作用，培養(yǎng)學(xué)生辯證地看待科學(xué)技術(shù)的正面效能和負(fù)面影響。在科學(xué)課學(xué)習(xí)中，教師針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中存在的問題，如人口問題、環(huán)境問題、能源問題等造成全球性危機(jī)的問題，選取適當(dāng)?shù)闹黝}引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行交流討論，通過原因分析、策略研究、方案設(shè)計(jì)等系列過程，學(xué)生逐漸從思想上正視科學(xué)產(chǎn)生的作用和影響，才不會(huì)將崇尚科學(xué)變異成對(duì)科學(xué)的宗教崇拜。在學(xué)生自主討論和教師的引導(dǎo)總結(jié)中，不斷讓學(xué)生意識(shí)到這一切問題的出現(xiàn)從正反兩方面說明，科學(xué)技術(shù)不僅不是萬能的，而且其發(fā)展方向的迷失會(huì)給人類文明帶來極大的威脅，甚至可以達(dá)到毀滅性的程度［2］。另一方面，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和重視確立正確的科學(xué)價(jià)值取向。教師通過對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)問題的專題學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生可以從多種角度對(duì)這些問題進(jìn)行評(píng)價(jià)，嘗試做出價(jià)值判斷和道德分析。從牛肉生產(chǎn)到人類的繁殖，從自然保護(hù)區(qū)到‘克隆羊’，從水中充滿雌激素的河流到布滿核放射塵埃的谷地，這些人類自己所創(chuàng)造的環(huán)境。其中涉及的問題客觀的說明，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，正在沖擊和改變著人們的價(jià)值觀念、倫理觀念及其他社會(huì)觀念。教師應(yīng)善于引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)與社會(huì)倫理道德之間的問題，分析科學(xué)技術(shù)的使用是否尊重生命？是否尊重人性，克服了人性危機(jī)，確立了人的尊嚴(yán)？是否協(xié)調(diào)了人與自然的關(guān)系？在教師與學(xué)生不斷深入追問和反復(fù)的價(jià)值判斷、道德分析中，引導(dǎo)學(xué)生趨向?qū)φ嫔泼赖膬r(jià)值追求。

（二）持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待科學(xué)學(xué)習(xí)。

學(xué)生結(jié)合科學(xué)史哲的學(xué)習(xí)，逐漸轉(zhuǎn)變以往對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)不正確和簡(jiǎn)單化的觀點(diǎn)。學(xué)生能認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)的成長(zhǎng)不是一個(gè)常態(tài)的、線性累積過程，也不是一種新的事實(shí)、理論不斷加成的過程?？茖W(xué)在不斷發(fā)展中，不僅體現(xiàn)為“累積式”的量變，還是“革命式”的質(zhì)變過程。由此，科學(xué)學(xué)習(xí)不是簡(jiǎn)單的知識(shí)累積，而是新舊范式的轉(zhuǎn)變過程。學(xué)生要促成這一轉(zhuǎn)變：首先，樹立問題意識(shí)，即學(xué)生在進(jìn)行認(rèn)識(shí)活動(dòng)時(shí)，通過對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象的深刻洞察、懷疑、批判等多種方式，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，經(jīng)過深入思考后仍困惑不解時(shí)，出現(xiàn)了一種具有強(qiáng)烈的探索情境的真實(shí)問題或想做出發(fā)現(xiàn)式創(chuàng)新的一種心理狀態(tài)［3］。這種心理狀態(tài)驅(qū)使學(xué)生不斷積極思維，對(duì)問題作出大膽假設(shè)，小心求證，直至問題解決。其次，養(yǎng)成證據(jù)意識(shí)，尊重事實(shí)，重視客觀求證，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度尋找證據(jù)，學(xué)生所展示的證據(jù)越多，就越能引發(fā)對(duì)原先想法的反思，從而促成假設(shè)、預(yù)測(cè)、推理、解釋、交流、質(zhì)疑等思維活動(dòng)的積極展開，有利于激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣。最后，加強(qiáng)學(xué)生細(xì)心、耐心、恒心、包容心等心理品質(zhì)。

二、構(gòu)建縱橫聯(lián)通的智慧課堂

布魯納認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)人把同類事物聯(lián)系起來，并把它們組織成賦予它們意義的結(jié)構(gòu)，即知識(shí)的學(xué)習(xí)就是在學(xué)生的頭腦中形成學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生在不斷完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也能夠獲得認(rèn)識(shí)事物的一些普遍方法。

（一）梳理學(xué)生心中的科學(xué)。

科學(xué)作為一種知識(shí)體系，它由多學(xué)科知識(shí)高度聚合而成。一定意義上說，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)主要是掌握概念和由概念組成的系統(tǒng)，通過對(duì)概念的學(xué)習(xí)加深客觀事物之間的聯(lián)系。學(xué)生通過學(xué)會(huì)如何使用“概念圖”、“V形圖”等科學(xué)思維工具之后，借助少數(shù)大概念為核心建構(gòu)科學(xué)概念體系，幫助探討事物之間的關(guān)系，關(guān)注事物的復(fù)雜性和整體性，認(rèn)識(shí)和體會(huì)知識(shí)的形成和重構(gòu)的過程。在學(xué)習(xí)過程中，教師要重點(diǎn)關(guān)注教材中重復(fù)性與割裂性的內(nèi)容編排，打破原有教材的編排體系，根據(jù)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系將教材內(nèi)容重新整合為層層深入的知識(shí)體系。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識(shí)過程中，自主把握科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，借助科學(xué)思維工具給自己栽種一棵棵知識(shí)樹。通過構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生抓對(duì)立、清異同、悟聯(lián)系，梳理自己心中的科學(xué)。這樣不僅有利于清晰明了的掌握科學(xué)概念，還能更樂于參與科學(xué)實(shí)踐，對(duì)重要原理的深入探索，有助于提高學(xué)生思維的邏輯推演能力，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的整合理解能力。

（二）激發(fā)學(xué)生成長(zhǎng)的科學(xué)。

科學(xué)知識(shí)，既是靜態(tài)的又是動(dòng)態(tài)的，既要建構(gòu)一個(gè)個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，又要于行動(dòng)體驗(yàn)中不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正和知識(shí)創(chuàng)新。隨著吸納、類化、整合知識(shí)的增多，它不斷膨脹并向外輻射，從而使學(xué)生的知識(shí)層次愈高，知識(shí)覆蓋面愈廣，知識(shí)的遷移性和普涉性愈強(qiáng)［4］。學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也在科學(xué)實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)、修正和完善，經(jīng)由思考、探索、研究等活動(dòng)，以求真、求善、求美的有機(jī)統(tǒng)一作為吸納知識(shí)、類化知識(shí)和整合知識(shí)的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，剔除迷信和教條的內(nèi)容，刪改愚昧和偏見的理解，不盲目崇尚非理性權(quán)威的共識(shí)，通過質(zhì)疑、追問、辯護(hù)、反駁、反思等行動(dòng)對(duì)自身的想法負(fù)責(zé)，對(duì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行類化、整合、凝練、提升，賦予它新的發(fā)展因子。學(xué)生在不斷完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還要讓學(xué)生感悟科學(xué)知識(shí)、科學(xué)現(xiàn)象、某一科學(xué)知識(shí)內(nèi)部各要素之間的聯(lián)系，從而感悟事物之間的普遍聯(lián)系。

三、鋪設(shè)思維碰撞的實(shí)踐課堂

皮亞杰說過，動(dòng)作是智慧的根源。因此，如何在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以科學(xué)思維為核心的腦力活動(dòng)和動(dòng)手操作活動(dòng)有機(jī)結(jié)合的情境，引導(dǎo)學(xué)生在各種科學(xué)實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，提升觀察、試驗(yàn)、猜想、驗(yàn)證及推理概括的能力。只有“實(shí)踐”才能獲得真知，才能讓猜想與假設(shè)轉(zhuǎn)化為真理。學(xué)生的思維是在活動(dòng)中發(fā)生的，并隨著活動(dòng)的深入而得到發(fā)展，從而讓學(xué)生的“雙手”閃爍出創(chuàng)造性思維的光芒。

（一）擺脫形式主義的探究，重視科學(xué)觀察活動(dòng)。

當(dāng)前基礎(chǔ)教育階段的“科學(xué)探究”將課堂科學(xué)探究等同于學(xué)習(xí)“科學(xué)（思維）方法”和“科學(xué)（實(shí)驗(yàn)）方法”，科學(xué)探究被程式化地分解為提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)探究方案、搜集證據(jù)、作出解釋、討論交流等步驟反復(fù)運(yùn)行，步驟化的探究活動(dòng)沒有引發(fā)學(xué)生更多的科學(xué)思維，學(xué)生僅是“依樣畫葫蘆”的進(jìn)行探究活動(dòng)。科學(xué)實(shí)踐通過扭轉(zhuǎn)課堂探究活動(dòng)模式化傾向，轉(zhuǎn)變固定的、按部就班的步驟進(jìn)行探究活動(dòng)，不在于追求普適的、固定的“科學(xué)方法”，擺脫探究的形式化，注重探索科學(xué)家的真實(shí)探究活動(dòng)，開放學(xué)生的科學(xué)思維?？茖W(xué)思維活動(dòng)的源泉在于觀察活動(dòng)，科學(xué)課上學(xué)生的大多數(shù)科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)都可以被理解為某種意義上的觀察活動(dòng)。分類是有比較的觀察，測(cè)量是精確的觀察，實(shí)驗(yàn)是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的觀察，分析是對(duì)觀察結(jié)果關(guān)系的認(rèn)識(shí)，解釋是對(duì)觀察現(xiàn)象的闡釋并產(chǎn)生理論。在科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中，不同的學(xué)生由于自身的知識(shí)背景不同，決定了觀察到的現(xiàn)象、獲得的數(shù)據(jù)、所作出的解釋不可能完全一致。在觀察活動(dòng)中，學(xué)生對(duì)觀察重點(diǎn)的把握，對(duì)觀察現(xiàn)象真假的辨別以及產(chǎn)生原因的預(yù)測(cè)，對(duì)觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，與其他同學(xué)針對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行比較和分析，以及對(duì)觀察結(jié)果的驗(yàn)證，等等，通過這些科學(xué)觀察活動(dòng)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

（二）發(fā)展科學(xué)思維，激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。

小學(xué)階段的學(xué)生思維活躍，具有極大的可塑性和發(fā)展空間，小學(xué)四年級(jí)是小學(xué)生思維發(fā)展的質(zhì)變期，若能抓住關(guān)鍵期充分挖掘和培養(yǎng)小學(xué)生的思維品質(zhì)，借助開展形式多樣的創(chuàng)造性活動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心，解放學(xué)生的大腦，發(fā)揮想象力，有益于學(xué)生今后的生活、學(xué)習(xí)和發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)課中，各個(gè)學(xué)校都采用了多種多樣生動(dòng)有趣的科技活動(dòng)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。如開設(shè)小發(fā)明課，開展競(jìng)賽活動(dòng)，征集最優(yōu)方案，組織課外小組、觀摩、參觀，專家開講座等?？萍蓟顒?dòng)是一種基于問題、項(xiàng)目、任務(wù)的探究性學(xué)習(xí)，在各種科技活動(dòng)中，學(xué)生矚目生活的需要或是迸發(fā)的奇思妙想，檢索到自身想要解決的問題，產(chǎn)生發(fā)明選題，并鎖定選題進(jìn)行發(fā)明設(shè)計(jì)與實(shí)踐。在教師的引導(dǎo)下，借助“缺點(diǎn)列舉法”、“對(duì)比類此法”、“逆向思維法”、“問題追蹤法”等方法，啟發(fā)自身的想象力，在同伴協(xié)作與互助，以類似科學(xué)家的研究活動(dòng)，全身心參與實(shí)踐，在操作過程中不斷完善和改進(jìn)自己的方式方法、方案設(shè)計(jì)，尋求最優(yōu)方案設(shè)計(jì)，最終解決問題并向公眾呈現(xiàn)自己發(fā)明和創(chuàng)造的成果。通過學(xué)生的小發(fā)明、小創(chuàng)造及小論文的作品，學(xué)生從具體形象思維，即一種實(shí)體思維，逐漸向于理論性邏輯思維轉(zhuǎn)變.

作者：金穎芳 單位：南京師范大學(xué)